如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,已知R1=12Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V.灯泡电阻不随温度变化,求:
(1)闭合S1、S2,断开S3,滑动变阻器滑片在最右端时, 电路的总电阻是多少?
(2)保持滑片P不动,断开S1、S2、S3,此时灯泡的实 际功率为0.75W,求电源电压是多大?
(3)只闭合S3,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻 器R2的取值范围。
(1)7.5Ω(2)8V(3)4Ω≤R2≤7.2Ω
【解析】
试题分析:(1)此时R1与R2并联,总电阻R=R1R2/(R1+R2)=12Ω×20Ω/(12Ω+20Ω)=7.5Ω
(2)此时L与R2串联,灯泡电阻为
RL=U额2/P额=(6V)2/3W=12Ω由P=I2RL有I=0.25A,
电源电压U=IR总=I(RL+R2)=0.25A×(12Ω+20Ω)=8V。
(3)此时R2与L串联,电压表测R2两端电压,要电压表安全,R2两端电压要小于等于3V,有U2=IR2=×R2≤3V 解得R2≤7.2Ω,要灯泡安全,通过灯泡电流IL≤I额,I额=P额/U额=0.5A有IL=U/( RL+R2)= ≤0.5A 解得R2≥4Ω,因此R2的取值范围为4Ω≤R2≤7.2Ω
考点:电学计算
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如图所示,电源电压恒为6V,R1、R2是定值电阻,滑动变阻器最大值为R,当断开S2、S3、闭合S1时,移动滑片P,电路消耗功率的最大值和最小值之比为4:1;当断开S1和S3、闭合S2时,滑片P在a点(此时滑动变阻器连入电路中的电阻为1/4R)和在最右端电流表的示数之比2:1;当S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.25A.求:①R1和R的比值; ②R2和R的比值; ③R1、R2、R3的值。
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